node 基础学习(三) -- 网络基础

博客分类: 原创
JavaScript (120) Node (14)

node 基础学习(三) -- 网络基础

JavaScript (120) Node (14)

今天发现要做后端，要了解通信，肯定也要懂TPC啊。瞬间觉得当年没有认真上课真的是悔恨啊。简单了解了一下TCP

TCP/IP

全名为传输控制协议，所谓的协议就是双方进行数据传输的一种格式。在OSI模型中（物理层、数据链结层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层）属于传输层协议。是面向连接的协议。

只有在会话形成之后，服务器端和客户端之间才能互相发送数据。在创建会话的过程中，服务器端和客户端分别提供一个套接字，这两个套接字共同形成了一个连接。服务器端和客户端则通过套接字实现两者之间连接的操作。

TCP/IP协议栈主要分为四层：应用层、传输层、网络层、数据链路层。

TCP/IP协议栈分层

那具体下来什么是TCP/IP呢？

  • TCP/IP 是供已连接因特网的计算机进行通信的通信协议。
  • TCP/IP 指传输控制协议/网际协议 (Transmission Control Protocol / Internet Protocol)。
  • TCP/IP 定义了电子设备（比如计算机）如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。

Node HTTP服务器构建字Node TCP，http.server继承字net.server。

TCP特性

  • 面向字节：TCP 对字符及字符编码完全不知。不同编码会导致传输的字节数不同。
  • 可靠性：TCP 是基于底层不可靠的服务。TCP 使用确认和超时来实现可靠性要求的。
  • 流控制：TCP 用流控制来确保两点之间传输数据的平衡。
  • 拥堵控制：TCP 有一种内置的机制能够控制数据包的延迟率及丢包率不会太高。

node中的TCP

net.createServer()是一个EventEmitter实例，他的自定义事件有以下几种：

  • listening：在调用 server.listen() 绑定端口是触发。
  • connection：每个客户端套接字连接到服务器端时触发。
  • close：当服务器关闭时触发。
  • error：当侦听到异常的时候触发。

建立连接之后也会有很多连接事件。

  • data：当一端调用 write() 发送数据时触发。
  • end：当连接中的任意一端发送了 FIN 数据时触发。
  • connect：套接字与服务器连接成功时触发。
  • drain：当一端调用 write() 发送数据时触发。
  • error：当宜昌发生时触发。
  • close：当套接字完全关闭时触发。
  • timeout：当一段时间连接不再活跃时触发。

聊天室

下面是基于TCP实现了一个简单的网络聊天室，只要在一个网段里，就可以相互发送一些消息。创建文件：chat.js。

// 引入net模块
var net = require('net');

var count = 0,      // 用于统计加入聊天室的人数
    users = {};     // 统计聊天用户

// 发送消息的方法
function pushMessage(userName, message){
    for(var x in users){
        if(x !== userName){
            users[x].write(message);
        }
    }
}

// 创建一个net连接
var server = net.createServer(function(connet){
    // 当前用户名
    var userName;
    // 设置字符类型
    connet.setEncoding('utf8');
    // 统计人数
    ++count;
    // 一些话
    connet.write('\033[91m 欢迎来到karyn聊天室 \033[39m \n');
    connet.write('\033[91m 目前聊天室中有' + count + '人 \033[39m \n');
    connet.write('\033[91m 请输入你的名字： \033[39m');
    // 监听输入的数据
    connet.on('data', function(data){
        // 去掉输入时的回车，这个是mac的回车
        data = data.replace('\r\n', '');
        // 默认第一次输入的是用户名
        if(!userName){
            // 用户名验证重复
            if(users[data]) {
                connet.write('\033[91m 名字和聊天室中有重复，请重新命名 \033[39m \n');
                return;
            }else{
                // 给其他人发送消息
                userName = data;
                users[data] = connet;
                pushMessage(userName, '\033[91m 欢迎' + userName + '加入聊天室 \033[39m \n')
            }
        }else{
            // 给其他人发送消息
            pushMessage(userName, '\033[91m ' + userName + ' ： \033[39m' + data + '\n');
        }
    });
    // 关闭聊天室
    connet.on('close', function(data){
        --count;
        delete users[userName]
    });
});
// 监听 2000 端口
server.listen(2000, function(){
    console.log('\033[91m 正在监听2000端口 \033[39m');
});

启动服务，启动服务之后相当于建立了聊天室服务器，服务启动了。

node chat.js

加入聊天室。本质是连接服务器。根据代码提示就可以加入聊天了。

telnet 127.0.0.1 2000

UDP

UDP又称用户数据包协议。同样是属于网络传输层，UDP是面向事务的。无须建立连接，资源消耗低，处理快速且灵活。但是不可靠，偶尔会有一两处丢包。比较适合应用在音频和视频上。

var dgram = require('dgram'),
    server = dgram.createSocket('udp4');

server.on('message', function(msg, rinfo){
    console.log('server got:' + msg + 'from' + rinfo.address + ':' + rinfo.port);
})

server.on('listening', function(){
    var address = server.address();
    console.log('server listening ' + address.address + ':' + address.port);
})

server.bind(3333);

node中的UDP

  • message：当 UDP 套接字侦听网卡端口后，接受到消息时触发事件。
  • listening：当 UDP 套接字开始侦听时触发该事件。
  • close：调用 close() 方法时触发该事件，
  • error：当监听到异常时触发该事件

HTTP

超文本传输协议。HTTP构建在TCP之上，属于应用层协议。在HTTP的两端是服务器和浏览器，即B/S模式。

一次简单的请求连接

var http = require('http');

http.createServer(function(req, res){
    res.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/plain'});
    res.end('Hello World');
}).listen(3333);

通过curl来连接，并分析报文。

// DNS 查询
Rebuilt URL to: http://127.0.0.1:3333/
Hostname was NOT found in DNS cache
// 三次握手
About to connect() to 127.0.0.1 port 3333 (#0)
Trying 127.0.0.1...
connected
Connected to 127.0.0.1 (127.0.0.1) port 3333 (#0)
// 发送请求报文
GET / HTTP/1.1
User-Agent: curl/7.37.1
Host: 127.0.0.1:3333
Accept: */*
// 向客户端发送响应内容，包括响应头和响应体
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/plain
Date: Tue, 29 Sep 2015 08:01:37 GMT
Connection: keep-alive
Transfer-Encoding: chunked
//结束会话
Connection #0 to host 127.0.0.1 left intact

node简单的HTTP实例：

var http = require('http');
http.createServer(function(req, res){
    res.writeHead(200,{
        'Content-Type': 'text/html'
    });
    res.write('hello');
    setTimeout(function(){
        res.end('world');
    },2000)
}).listen(2000);

上面这个就是一个最简单的请求回溯，监听的端口是2000，启动服务之后，访问127.0.0.1:2000地址就可以触发上面这个方法。req是请求的对象，res是回溯的对象。res.end方法代表完成并回溯数据。上面也有一些特点。首先可以看到，我们在header中标明返回类型。当然还可以声明其他header。在res.write之后接上res.end，直至res.end之后才会发出去回溯。

node中的HTTP服务继承自TCP服务器，采用事件的驱动方式，不为每个连接创建额外的线程和进程。保持低的内存占用，所以实现高并发。

HTTP服务器也是一个EventEmitter实例。

  • connection：客户端和服务器端需要建立底层的 TCP 连接，这个连接建立时触发一次。
  • request：当请求数据发送到服务器端，在解析出 HTTP 请求头后，将会触发该事件。
  • close：当已有连接断开时触发该事件。
  • checkContinue：在发送较大数据时并不会直接发送，而是先发送一个头过来。服务器触发该事件，如果非拒绝接受数据则客户端继续发送数据。第一次发送不会触发 request 事件。重新发起请求时才会触发 request 事件。
  • connect：当客户端发起 CONNECT 请求时触发。
  • upgrade：当客户端要求升级连接的协议时触发。
  • clientError：连接的客户端触发 error 事件时触发该事件。

HTTP客户端构建，可以通过http.request(options, connect)发出请求。

var http = require('http');
var options = {
    hostname: '127.0.0.1',
    port: 3333,
    path: '/',
    method: 'GET'
},

req = http.request(options, function(res){
    console.log('STATUS：' + res.statusCode);
    console.log('HEADERs：' + JSON.stringify(res.headers));
    res.setEncoding('utf8');
    res.on('data', function(chunk){
        console.log(chunk);
    })
})
req.end();



options 的参数项
host：服务器的域名或 IP 地址。
hostname：服务器名称。
port：服务器端口号。
localAddress： 建立网络连接的本地网卡。
socketPath：套接字的路径。
method：HTTP 请求方法。
path：请求路径。
headers：请求头对象。
auth：Basic 认证。

HTTP 客户端对应着一些事件：
response：与服务器端 request 事件对应的客户端在请求发出后得到相应时触发。
socket：当底层连接池中建立的连接分配给当前请求对象时触发。
connect：当服务器端回溯为 200 时触发。
upgrade：客户端向服务器端发起 upgrade 请求时触发。
continue：试图发送较大数据量时触发。

RESTful类web服务

  • PUT 表示新建一个资源
  • POST 表示更新一个资源
  • GET 表示查看一个资源
  • DELETE 表示删除一个资源

查询字符串

下面这个一种将url的字符串变为query json对象的方法。但是这种方法有一种缺陷，会丢弃hash后面所有的参数

var url = require('url'),
    querystring = require('querystring'),
    query = querystring.parse(url.parse('your url').query);
console.log(query);

// 写了个简单的获取 url 和 hash 的方法，即使是 hash 后面的 query 词，也会获取出来
function getQueryAndHash(url){
    var query = {},
        hash = [],
        querys = url.split('?');
    querys.map(function(item, index, array){
        var hashs = item.split('#');
        if(hashs.length > 1){
            var _hashs = hashs.slice(1);
            _hashs.map(function(_item, _index, _array){
                if(_item){
                    hash.push(_item);
                }
            })
        }
        hashs[0].split('&').map(function(_item, _index, _array){
            var _query = _item.split('=');
            if(_query[1]){
               if(!query[_query[0]]){
                    query[_query[0]] = _query[1];
                }else{
                    var _data = query[_query[0]];
                    if(typeof(_data) === 'string'){
                        query[_query[0]] = [_data, _query[1]];
                    }else{
                        query[_query[0]].push(_query[1])
                    }
                }
            }
        });
    });

    return {
        hash: hash,
        query: query
    }
}